Ein Schweizer Goldbarren, ein südafrikanischer Krügerrand - sie beide schimmern in jenem so typischen, wertvollen Gelbton, den man gemeinhin als golden bezeichnet. Ganz anders sieht Gold aus, wenn man es in extrem kleine Klümpchen zerteilt. Diese Nanopartikel sehen plötzlich pink aus, oder blau, oder grün, oder auch grau. In welcher Farbe sie leuchten, das hängt ganz empfindlich davon ab, wie groß die Goldteilchen sind: Jede Größe nämlich absorbiert eine andere Lichtwellenlänge und leuchtet daher in einem anderen Farbton. Das machten sich schon die Baumeister des Mittelalters zu Nutze. Sie mischten Glas mit feinem Goldstaub - und erhielten als Ergebnis ein sattes Rubinrot, das heute noch in manchem Kirchenfenster zu bewundern ist. Auch der australische Physiker Michael Cortie von der Technischen Universität Sydney beschichtet Fensterglas mit feinen Goldpartikeln - allerdings weniger zu dekorativen als vielmehr zu praktischen Zwecken. Die feine Goldschicht nämlich soll die Sommerhitze aus einem Gebäude fernhalten.
Goldbeschichtungen für Fensterglas gibt es schon seit den 70er Jahren, erzählt Cortie. Diese Schichten enthalten recht große Goldpartikel und sehen deshalb auch golden aus. Das sagt natürlich nicht jedem zu. Außerdem ist ihre Herstellung ziemlich teuer. Wir versuchen es nun mit Nanopartikeln aus Gold. Dadurch erhält das beschichtete Fenster einen blaue Färbung oder einen neutralen grauen Ton. Die Farbe ist also gefälliger, und sie sind auch viel billiger herzustellen.
Die neuen Schichten reflektieren das Licht zwar nicht, so wie es die alten, goldfarbenen Schichten tun. Statt dessen absorbieren sie die Sonnenstrahlung. Dadurch heizt sich zwar das Fensterglas auf. Aber bei einem anständigen Isolierfenster wird die Hitze nicht nach innen abgestrahlt, sondern nach außen, sagt Cortie.
Noch farbenfroher als Corties winzigen Goldklümpchen sind die Nanoteilchen, mit denen die Chemikerin Naomi Halas von der texanischen Rice University arbeitet. Nanoschalen, so heißen die Winzlinge. Sie messen wenige Millionstel Millimeter und bestehen aus einem Glaskern und einer Schale aus Gold. Die Forscher können die Dicke von Schale und Kern fast beliebig variieren - und dadurch auch die Farbe, die die Teilchen absorbieren. Der Clou: Das funktioniert nicht nur mit sichtbarem Licht, sagt Naomi Halas:
Wir können auch Nanoschalen herstellen, die bestimmte Frequenzen im Infraroten absorbieren. In diesem Bereich ist unser Körper nahezu durchsichtig. Das Wasser absorbiert diese Strahlung nur wenig. Sie kann also bis zu 10 Zentimetern in den Körper eindringen.
Genau das macht die güldenen Nanoschalen zu Kandidaten für neue Anwendungen in der Medizin. Halas zum Beispiel will sie für eine neue Art von Krebstherapie verwenden:
Bestrahlt man die Nanoschalen mit Infrarotlicht, so absorbieren sie es sehr stark und wandeln es anschließend in Hitze um. So gesehen sind die Nanoschalen kleine, aber höchst effektive Wärmespender. Reichert man diese Teilchen nun in einem Tumor an, indem man sie zum Beispiel chemisch an die Krebszellen bindet, und bestrahlt sie dann mit Infrarotlicht, so wird sich die Nanoschale um 25 Grad erhitzen und die Tumorzelle abtöten.
Brustkrebs und Prostatatumoren könnten auf diese Weise behandelt werden. Die Hoffnung dabei ist, künftig manch eine Krebsoperation überflüssig zu machen. Bei Zellkulturen funktioniert das Prinzip, das hat Naomi Halas jüngst gezeigt. Jetzt starten die ersten Tierversuche. Am Menschen wird das neue Konzept dann frühestens erst in zwei Jahren erprobt.
Goldbeschichtungen für Fensterglas gibt es schon seit den 70er Jahren, erzählt Cortie. Diese Schichten enthalten recht große Goldpartikel und sehen deshalb auch golden aus. Das sagt natürlich nicht jedem zu. Außerdem ist ihre Herstellung ziemlich teuer. Wir versuchen es nun mit Nanopartikeln aus Gold. Dadurch erhält das beschichtete Fenster einen blaue Färbung oder einen neutralen grauen Ton. Die Farbe ist also gefälliger, und sie sind auch viel billiger herzustellen.
Die neuen Schichten reflektieren das Licht zwar nicht, so wie es die alten, goldfarbenen Schichten tun. Statt dessen absorbieren sie die Sonnenstrahlung. Dadurch heizt sich zwar das Fensterglas auf. Aber bei einem anständigen Isolierfenster wird die Hitze nicht nach innen abgestrahlt, sondern nach außen, sagt Cortie.
Noch farbenfroher als Corties winzigen Goldklümpchen sind die Nanoteilchen, mit denen die Chemikerin Naomi Halas von der texanischen Rice University arbeitet. Nanoschalen, so heißen die Winzlinge. Sie messen wenige Millionstel Millimeter und bestehen aus einem Glaskern und einer Schale aus Gold. Die Forscher können die Dicke von Schale und Kern fast beliebig variieren - und dadurch auch die Farbe, die die Teilchen absorbieren. Der Clou: Das funktioniert nicht nur mit sichtbarem Licht, sagt Naomi Halas:
Wir können auch Nanoschalen herstellen, die bestimmte Frequenzen im Infraroten absorbieren. In diesem Bereich ist unser Körper nahezu durchsichtig. Das Wasser absorbiert diese Strahlung nur wenig. Sie kann also bis zu 10 Zentimetern in den Körper eindringen.
Genau das macht die güldenen Nanoschalen zu Kandidaten für neue Anwendungen in der Medizin. Halas zum Beispiel will sie für eine neue Art von Krebstherapie verwenden:
Bestrahlt man die Nanoschalen mit Infrarotlicht, so absorbieren sie es sehr stark und wandeln es anschließend in Hitze um. So gesehen sind die Nanoschalen kleine, aber höchst effektive Wärmespender. Reichert man diese Teilchen nun in einem Tumor an, indem man sie zum Beispiel chemisch an die Krebszellen bindet, und bestrahlt sie dann mit Infrarotlicht, so wird sich die Nanoschale um 25 Grad erhitzen und die Tumorzelle abtöten.
Brustkrebs und Prostatatumoren könnten auf diese Weise behandelt werden. Die Hoffnung dabei ist, künftig manch eine Krebsoperation überflüssig zu machen. Bei Zellkulturen funktioniert das Prinzip, das hat Naomi Halas jüngst gezeigt. Jetzt starten die ersten Tierversuche. Am Menschen wird das neue Konzept dann frühestens erst in zwei Jahren erprobt.